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ES2164350T5 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de contornos internos y/o externos diferentes de la forma circular. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de contornos internos y/o externos diferentes de la forma circular.

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ES2164350T5
ES2164350T5 ES97928268T ES97928268T ES2164350T5 ES 2164350 T5 ES2164350 T5 ES 2164350T5 ES 97928268 T ES97928268 T ES 97928268T ES 97928268 T ES97928268 T ES 97928268T ES 2164350 T5 ES2164350 T5 ES 2164350T5
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rotation
axis
workpiece
revolutions
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Adolf Kochsiek
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Iprotec Maschinen und Edelstahlprodukte GmbH
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Iprotec Maschinen und Edelstahlprodukte GmbH
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    • B23Q27/00Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO Y UN DISPOSITIVO PARA LA ELABORACION DE PIEZAS DE TRABAJO CON CONTORNOS INTERIORES Y/O EXTERIORES QUE SE DESVIAN DE LA FORMA CIRCULAR SOBRE UNA MAQUINA SOPORTANDO AL MENOS UNA PIEZA DE TRABAJO (8) ACCIONADA PARA GIRAR A VELOCIDAD CONSTANTE Y AL MENOS UNA HERRAMIENTA (5), EN PARTICULAR UNA HERRAMIENTA DE MECANIZACION CON ARRANQUE DE VIRUTA, QUE POR MEDIO DE UN CARRO (3) ES MOVIL TANTO RADIALMENTE CON RESPECTO AL EJE (2) DE GIRO DE LA PIEZA DE TRABAJO COMO TAMBIEN AXIALMENTE EN DIRECCION LONGITUDINAL DE ESTE EJE (2) DE GIRO. PARA CONSEGUIR UN PROCEDIMIENTO QUE PERMITA QUE LAS PIEZAS DE TRABAJO SEAN ELABORADAS CON CONTORNO INTERIOR Y/O EXTERIOR AMPLIAMENTE DIFERENTES SOBRE EQUIPAMIENTOS DISPONIBLES COMERCIALMENTE, LA HERRAMIENTA (5) ES ACCIONADA PARA GIRAR DE TAL FORMA QUE SU SUPERFICIE DE CORTE DESCRIBE UNA TRAYECTORIA CIRCULAR, A UNA VELOCIDAD CONSTANTE QUE DIFIERE EN MAGNITUD Y DIRECCION DE LA VELOCIDAD DE ROTACION DE LA PIEZA (8) DE TRABAJO, ALREDEDOR DE UN EJE (6) QUE DIFIERE DEL EJE DE ROTACION (2) DE LA PIEZA DE TRABAJO.

Description

Procedimiento y dispositivo para la fabricación de contornos internos y/o externos diferentes de la forma circular.
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de contornos internos y/o externos, diferentes de la forma circular, conforme al preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere asimismo a un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 7 para la realización de este procedimiento; véase el documento DE-C 911 689.
A partir del documento EP-PS 0 097 346 se conoce otro procedimiento para la fabricación de piezas de trabajo con contorno externo y/o interno poligonal mediante el mecanizado con arranque de virutas. En este conocido procedimiento, la pieza de trabajo, guiada en una trayectoria circular, actúa durante todo el giro sobre la pieza de trabajo, variando la velocidad orbital del útil en cada caso durante un giro conforme a una ley periódica del movimiento. Esta variación permanente de la velocidad orbital del útil durante cada giro requiere, además de los generadores programables de funciones para el accionamiento del útil, un engranaje controlable conforme a las curvas de Pascal. Con ello, este conocido procedimiento permite la fabricación de un gran número de contornos externos e internos poligonales, pero exige, sin embargo, un gran gasto en técnica de control y aparatos debido al control permanente de la velocidad orbital del útil y por lo tanto este procedimiento sólo puede llevarse a cabo en dispositivos diseñados especialmente para este procedimiento con engranajes controlables para el accionamiento del útil.
La invención tiene el objetivo de crear un procedimiento para la fabricación de contornos internos y/o externos, diferentes de la forma circular, que permita fabricar a voluntad contornos internos y/o externos, que se diferencien de la forma circular, con un gasto menor por concepto de técnicas de control, usando también para ello dispositivos convencionales. La invención tiene asimismo el objetivo de crear un dispositivo para llevar a cabo este procedimiento.
La solución, conforme al procedimiento, de este objetivo mediante la invención se caracteriza porque el útil se acciona en una trayectoria circular con un número constante de revoluciones alrededor de un eje de giro dispuesto dentro del contorno de la pieza de trabajo y porque el radio de la trayectoria circular del útil es mayor que la distancia entre los ejes de giro de la pieza de trabajo y el útil.
Mediante las distintas velocidades y, dado el caso, los sentidos de rotación de la pieza de trabajo que gira constantemente, por una parte, así como mediante los centros de rotación, diferentes entre sí, y el radio opcional de la trayectoria del movimiento circular de la superficie activa del útil se originan múltiples contornos de la trayectoria del movimiento, creada conforme a los parámetros mencionados, de la superficie activa del útil. La particularidad de este procedimiento radica, por una parte, en que a pesar de las velocidades constantes de rotación de la pieza de trabajo y del útil es posible fabricar los más diversos contornos diferentes de la forma circular y por otra parte, en que este procedimiento puede llevarse a cabo en dispositivos convencionales, pues para el accionamiento del útil, dispuesto en el carro, sólo se necesita un accionamiento por separado y ningún engranaje controlable costoso para acoplar las velocidades de rotación entre el útil y la pieza de trabajo. El contorno del contorno, diferente de la geometría circular, depende únicamente de la relación constante en cada caso del número de revoluciones de los ejes de giro, del radio de la trayectoria circular del útil, así como del desplazamiento axial de los ejes de giro.
Conforme a una forma preferida de realización del procedimiento según la invención, las diferencias de revoluciones entre las revoluciones de la pieza de trabajo, por una parte, y las revoluciones del útil, por otra parte, son números enteros. En caso de diferencias de revoluciones en números enteros se originan, por ejemplo, en una relación de 2 : 1 contornos triangulares y en una relación de 3 : 1, contornos cuadrangulares.
En caso de una forma alternativa de realización del procedimiento conforme a la invención es posible aumentar aún más la diversidad de contornos posibles de fabricar, si el eje del útil se acciona, por su parte, en una trayectoria circular a una velocidad constante, diferente del número de revoluciones del útil respecto a la magnitud y/o el sentido de rotación, alrededor de un eje excéntrico que difiere del eje del útil.
Los tres ejes de giro posibles, a saber, el eje de la pieza de trabajo, el eje del útil y el eje excéntrico, discurren de forma paralela entre sí según una variante de realización de la invención. Los ejes de giro que discurren de forma paralela entre sí, originan un contorno recto interno y/o externo de la pieza de trabajo, es decir, paralelo al eje de la pieza de trabajo.
Según otra forma de realización de la invención es posible ajustar por separado la posición entre sí de los ejes de giro. Mediante el ajuste de la posición de los ejes de giro, del llamado ángulo de fase, pueden fabricarse contornos internos y/o externos helicoidales.
A fin de modificar el diámetro del contorno, diferente de la geometría circular, así como crear contornos cónicos y esféricos se propone con otra variante de la invención que el radio de la trayectoria circular del útil pueda ajustarse de manera continua mediante una corredera de refrentar, dispuesta fijamente contra giro en el husillo portaútil, que gira con el eje del útil.
La solución del objetivo, en correspondencia con el dispositivo, se consigue con un dispositivo con las características de la reivindicación 7.
Se propone finalmente con la invención que el eje del útil esté dispuesto de manera excéntrica en el husillo portaútil y que pueda accionarse, por su parte, en una trayectoria circular a una velocidad constante, diferente del número de revoluciones del útil respecto a la magnitud y/o el sentido de rotación, alrededor de un eje excéntrico que difiere del eje del útil. Este eje de giro adicional posibilita la fabricación de una gran cantidad de nuevos contornos internos y/o externos, diferentes de la forma circular. Esta configuración, conforme a la invención, del dispositivo permite especialmente la fabricación de entalladuras individuales en la pared de la pieza de trabajo o perforaciones a través de la pared de la pieza de trabajo.
Otros detalles y ventajas de la invención se deducen de la siguiente descripción del dibujo correspondiente, en el que se representan tres ejemplos de realización de un dispositivo conforme a la invención. En el dibujo muestran:
Fig. 1a una configuración esquemática de una primera forma de realización sin eje excéntrico;
Fig. 1b una configuración esquemática de otra forma de realización sin eje excéntrico, pero con una corredera de refrentar;
Fig. 2 una configuración esquemática de un dispositivo con eje excéntrico;
Fig. 3 un contorno poligonal triangular, posible de fabricar con un dispositivo conforme a la figura 1;
Fig. 4a un contorno poligonal cuadrangular con lados rectos, posible de fabricar con un dispositivo conforme a la figura 1;
Fig. 4b un contorno poligonal, equivalente a la figura 4a, con lados cóncavos;
Fig. 5a un contorno poligonal pentagonal con lados cóncavos, posible de fabricar con un dispositivo conforme a la figura 1;
Fig. 5b un contorno poligonal, equivalente a la figura 5a, con lados rectos;
Fig. 6 un contorno poligonal posible de fabricar con un dispositivo conforme a la figura 2 y
Fig. 7 otro contorno poligonal posible de fabricar con un dispositivo conforme a la figura 2.
En las figuras 1a, 1b y 2 se ha representado de manera esquemática la configuración principal de dos formas de realización de un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento con el fin de fabricar contornos internos y/o externos que se diferencian de la forma circular. Una máquina, no representada tan detalladamente, con sujeción para al menos una pieza de trabajo presenta un husillo portapieza 1, mediante el que es posible accionar de manera giratoria la pieza de trabajo alrededor de un eje de giro 2 de la pieza de trabajo. El dispositivo consta además de un carro 3, mediante el que puede desplazarse un husillo portaútil 4 tanto radialmente con respecto al eje de giro 2 de la pieza de trabajo como axialmente en dirección longitudinal del eje de giro 2 de la pieza de trabajo.
Conforme a la figura 1a se ha dispuesto en el husillo portaútil 4 un útil 5 que puede accionarse de manera giratoria en una trayectoria circular a una velocidad, constante y diferente del número de revoluciones de la pieza de trabajo, alrededor de un eje de giro 6 del útil. En la figura se ha identificado con x la distancia existente entre el eje de giro 2 de la pieza de trabajo y el eje de giro 6 del útil. La distancia entre la superficie activa del útil 5 y el eje de giro 6 del útil se ha marcado con w.
En el caso de la forma de realización, representada en la figura 1b, se ha dispuesto fijamente en el husillo portaútil 4 una corredera 9 de refrentar que permite ajustar el radio de la trayectoria circular del útil 5 mediante la regulación del útil 5 en el sentido de la doble flecha.
En el caso de la segunda forma de realización, representada en la figura 2, de un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento con el objetivo de fabricar contornos internos y/o externos, diferentes de la forma circular, el útil 5 no sólo rota alrededor del eje de giro 6 del útil, sino también alrededor de un eje de giro excéntrico 7, desplazado radialmente con respecto a él. La distancia entre el eje de giro 6 del útil y el eje de giro excéntrico 7 se ha identificado como excentricidad e.
El número de revoluciones de los componentes, accionados de manera giratoria alrededor de los ejes de giro 2, 6 y 7, es siempre constante, pero diferente respecto a la magnitud y/o el sentido de rotación. En el caso de los ejemplos de realización, representados en las figuras 1 y 2, los ejes de giro 2 y 6 ó 2, 6 y 7 están dispuestos de manera paralela entre sí. Es posible también una disposición entre sí de los ejes de giro 2 y 6 ó 2, 6 y 7 de manera desplazada espacialmente en un ángulo predeterminable.
Las figuras 3 a 7, descritas a continuación, muestran ejemplos de contornos internos y/o externos que pueden fabricarse con los dispositivos según las figuras 1 y/o 2.
La figura 3 muestra una pieza 8 de trabajo que presenta un contorno poligonal triangular. Según muestra la acción, representada a modo de ejemplo, del útil 5 sobre la pieza 8 de trabajo, es posible fabricar este contorno poligonal como contorno interno y/o externo. A partir de los parámetros mencionados a continuación para la fabricación de este tipo de contorno poligonal triangular puede deducirse que éste se ha construido con un dispositivo conforme a la figura 1, es decir, sin excentricidad e. Debido a la relación en número entero de las revoluciones de -2 : 1 se obtuvo el contorno poligonal triangular representado. El signo de menos en caso de revoluciones alrededor del eje de giro 2 de la pieza de trabajo indica que el sentido de rotación es contrario a la rotación alrededor del eje de giro 6 del útil. En correspondencia con la figura 1 se han representado en la figura 3 las distancias existentes entre el eje de giro 2 de la pieza de trabajo y el eje de giro 6 del útil con x y las distancias entre la superficie activa del útil y el eje de giro 6 del útil, con w. A éstas se les ha denominado radios en la tabla.
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 2,0 0,0 18,0
Angulo de fase 0,0 0,0 0,0
Revoluciones -2,0 0,0 1,0
En la figura 4a se ha representado una pieza 8 de trabajo con un contorno poligonal cuadrangular. Según se observa en la respectiva tabla de parámetros, este contorno poligonal, distinto a la figura 3, se obtuvo únicamente al modificar la relación de revoluciones de -2:1 a -3:1.
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 2,0 0,0 18,0
Angulo de fase 0,0 0,0 0,0
Revoluciones -3,0 0,0 1,0
La figura 4b muestra nuevamente un contorno poligonal cuadrangular, peroesta vez con lados cóncavos. Según se observa en la tabla correspondiente de parámetros, la variación del perfil de los lados de este contorno poligonal se logró al modificar las distancias x y w.
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 5,0 0,0 15,1
Angulo de fase 0,0 0,0 0,0
Revoluciones -3,0 0,0 1,0
La figura 5a muestra una pieza 8 de trabajo con un contorno poligonal pentagonal. Según se observa en la tabla de parámetros, este contorno poligonal se logró mediante la modificación de la relación del número de revoluciones a una relación de -4 : 1. Todos los demás parámetros están en correspondencia con los de los contornos de las figuras 3 y 4a.
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 2,0 0,0 18,0
Angulo de fase 0,0 0,0 0,0
Revoluciones -4,0 0,0 1,0
La figura 5b muestra asimismo un contorno poligonal pentagonal, pero, sin embargo, este pentágono presenta lados rectos a diferencia del pentágono representado en la figura 5a. Esta modificación del perfil de los lados del pentágono se logró nuevamente mediante la variación de los parámetros de las distancias x y w, según puede apreciarse en la tabla correspondiente de parámetros.
\newpage
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 1,3 0,0 18,7
Angulo de fase 0,0 0,0 0,0
Revoluciones -4,0 0,0 1,0
En la figura 6 se representa finalmente una pieza 8 de trabajo con un contorno poligonal, posible de fabricar con ayuda de un dispositivo conforme a la figura 2, es decir, con un eje de giro excéntrico 7 adicional. Según se observa en la figura, así como en la tabla correspondiente de parámetros, la distancia, indicada con x, entre el eje de giro 2 de la pieza de trabajo y el eje de giro 6 del útil es igual a la excentricidad e.
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 2,0 2,0 18,0
Angulo de fase 0,0 0,0 0,0
Revoluciones -2,0 3,0 1,0
En la figura 7 se ha representado finalmente una pieza 8 de trabajo con un contorno poligonal triangular, helicoidal y cónico. Según se aprecia en la tabla correspondiente de parámetros, el desarrollo torcido en forma helicoidal, así como la configuración cónica del contorno de la pieza de trabajo se lograron cuando durante el procedimiento se modifica el ángulo de fase del eje de giro 2 de la pieza de trabajo con respecto al eje de giro 6 del útil, así como la distancia x de manera axial en sentido longitudinal del eje de giro 2 de la pieza de trabajo en cada corte del útil 5. El desarrollo helicoidal se origina aquí mediante el ángulo variable de fase. La conicidad de la pieza 8 de trabajo se obtiene mediante la variación uniforme de la distancia x entre el eje de giro 2 de la pieza de trabajo y el eje de giro 6 del útil a lo largo del eje de giro 2 de la pieza de trabajo.
Primer corte
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 14,0 3,0 11,0
Angulo de fase 40,0 0,0 0,0
Revoluciones 1,0 -2,0 1,0
Segundo corte
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 13,0 3,0 11,0
Angulo de fase 40,0 0,0 0,0
Revoluciones 1,0 -2,0 1,0
Tercer corte
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 12,0 3,0 11,0
Angulo de fase 20,0 0,0 0,0
Revoluciones 1,0 -2,0 1,0
Cuarto corte
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 11,0 3,0 11,0
Angulo de fase 10,0 0,0 0,0
Revoluciones 1,0 2,0 1,0
Quinto corte
Pieza de trabajo Excéntrica Útil
Radio 10,0 3,0 11,0
Angulo de fase 0,0 0,0 0,0
Revoluciones 1,0 -2,0 1,0
Según se deduce de los ejemplos anteriores conforme a las representaciones de las figuras 3 a 7, es posible crear los más diversos contornos internos y/o externos, diferentes de la forma circular, mediante la variación de sólo uno de los parámetros que se pueden declarar fijamente. Estos parámetros definidos una vez, en especial el número de revoluciones, se mantienen constantes durante todo el mecanizado. Sólo para lograr contornos helicoidales y/o cónicos es necesario reajustar algunos parámetros al desplazar el carro 3 a lo largo del eje de giro 2 de la pieza de trabajo. Las distintas velocidades y, dado el caso, los distintos sentidos de rotación de la pieza 8 de trabajo en giro constante, por una parte, y del útil 5, por otra parte, los centros de giro diferentes entre sí y los radios opcionales de las trayectorias circulares del movimiento originan contornos variados mediante la mencionada trayectoria del movimiento, fijada conforme a los parámetros, de la superficie activa del útil que crea los más diversos perfiles a pesar de existir velocidades constantes de rotación. Si, por ejemplo, la distancia x entre el eje de giro 2 de la pieza de trabajo y el eje de giro 6 del útil es mayor que el radio w de la trayectoria del movimiento del útil 5, se obtiene, por ejemplo, en dependencia del sentido de rotación y las revoluciones diferenciales, un contorno interno poligonal, creándose a la par un contorno externo correspondiente en caso de una relación inversa.
Según se deduce de las explicaciones anteriores, pueden crearse mediante el procedimiento descrito o el dispositivo correspondiente los más diversos contornos internos y/o externos, diferentes de la forma circular, con máquinas convencionales.
Lista de referencia
1
Husillo portapieza
2
Eje de giro de la pieza de trabajo
3
Carro
4
Husillo portaútil
5
Util
6
Eje de giro del útil
7
Eje de giro excéntrico
8
Pieza de trabajo
9
Corredera de refrentar
x
Distancia entre el eje de giro de la pieza de trabajo y el eje de giro del útil
w
Distancia entre la superficie activa del útil y el eje de giro del útil
e
Excentricidad

Claims (9)

1. Procedimiento para la fabricación de contornos internos y/o externos, diferentes de la forma circular, en una máquina con sujeción de al menos una pieza (8) de trabajo, posible de accionar de manera giratoria a una velocidad constante, y de al menos un útil (5), en especial para un mecanizado con arranque de virutas, que puede desplazarse mediante un carro (3) tanto radialmente con respecto al eje de giro (2) de la pieza de trabajo como axialmente en sentido longitudinal de este eje de giro, donde el útil, por su parte, se acciona de manera giratoria con su superficie activa en una trayectoria del útil a una velocidad, diferente del número de revoluciones de la pieza de trabajo respecto a la magnitud y/o el sentido de rotación, alrededor de un eje (6) del útil que difiere del eje de giro de la pieza de trabajo, caracterizado porque el útil se acciona en una trayectoria circular con un número constante de revoluciones alrededor de un eje de giro situado dentro del contorno de la pieza de trabajo y porque el radio de la trayectoria circular del útil es mayor que la distancia existente entre los ejes de giro de la pieza de trabajo y del útil.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las diferencias de revoluciones entre las revoluciones de la pieza de trabajo, por una parte, y las revoluciones del útil, por otra parte, son números enteros.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el eje de giro del útil, por su parte, se acciona en una trayectoria circular a una velocidad constante, diferente del número de revoluciones del útil respecto a la magnitud y/o el sentido de rotación, alrededor de un eje excéntrico que difiere del eje del útil.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los ejes de giro discurren entre sí en paralelo.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la posición de los ejes de giro puede ajustarse entre sí por separado.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el radio de la trayectoria circular del útil puede ajustarse de manera continua mediante una corredera de refrentar que rota con el eje del útil.
7. Dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6 con un husillo portapieza (1) con sujeción de al menos una pieza (8) de trabajo, accionada a una velocidad constante, y de al menos un útil (5), desplazable mediante un carro (3) tanto radialmente con respecto al eje de giro (2) de la pieza (8) de trabajo como axialmente en el sentido longitudinal de este eje de giro (2), donde el útil (5), por su parte, fijado en un husillo portaútil (4), es accionado con este de manera giratoria en una trayectoria del útil a una velocidad, diferente del número de revoluciones de la pieza (8) de trabajo respecto a la magnitud y/o el sentido de rotación, alrededor de un eje de giro (6) del útil que difiere del eje de giro (2) de la pieza de trabajo, caracterizado porque en el husillo portaútil (4) se ha dispuesto fijamente contra giro una corredera (9) de refrentar a fin de ajustar el radio de la trayectoria circular del útil (5), porque el útil es accionado en una trayectoria circular con un número constante de revoluciones y su eje de giro está situado dentro del contorno de la pieza de trabajo y porque el radio de la trayectoria circular del útil es mayor que la distancia existente entre los ejes de giro de la pieza de trabajo y del útil.
8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el eje de giro (6) del útil está dispuesto de manera excéntrica en el husillo portaútil (4) y porque puede accionarse, por su parte, en una trayectoria circular a una velocidad constante, diferente del número de revoluciones del útil (5) respecto a la magnitud y/o el sentido de rotación, alrededor de un eje excéntrico (7) del útil que difiere del eje (6) del útil.
9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque en el husillo portaútil (4) se ha dispuesto fijamente contra giro una corredera (9) de refrentar a fin de ajustar de manera continua el radio de la trayectoria circular del útil (5).
ES97928268T 1996-06-21 1997-06-23 Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de contornos internos y/o externos diferentes de la forma circular. Expired - Lifetime ES2164350T5 (es)

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